阿基米德(約公元前287-212年)是古希臘物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家,也是靜力學(xué)和流體靜力學(xué)的創(chuàng)始人。
除了偉大的牛頓和偉大的愛因斯坦之外,沒有人像阿基米德那樣為人類的進步做出如此巨大的貢獻。
甚至牛頓和愛因斯坦也從他那里汲取了智慧和靈感。他是“理論天才和實驗天才的理想化身”。文藝復(fù)興時期的達芬奇和伽利略都以他為榜樣。
從洗澡的故事開始
關(guān)于阿基米德有這樣一個有趣的故事。
據(jù)傳說,錫拉丘茲國王赫農(nóng) (King ) 請一位工匠為他制作了一頂純金王冠。完成后,國王懷疑工匠在金冠上摻假,但金冠確實和最初送給金匠的純金一樣重。 ,是不是工匠惹麻煩了?想要在不毀掉王冠的情況下檢驗真?zhèn)危@個問題不僅難倒了國王,也讓大臣們面面相覷。
后來國王請阿基米德檢查。起初,阿基米德也苦苦思索卻想不通。有一天,他去澡堂洗澡。當(dāng)他坐在浴缸里時,他看到水溢出來,感覺自己的身體被輕輕地拉了起來。他突然意識到,可以通過測量固體在水中的位移來確定金王冠的比重。他興奮地從浴缸里跳出來,連衣服都沒顧及就跑了出去,大喊“尤里卡!尤里卡!”。 (,意思是“我明白了”)。
經(jīng)過進一步的實驗,他來到了皇宮。他把王冠和等重的純金放在兩個盛滿水的盆里。他對比了兩個盆地溢出的水,發(fā)現(xiàn)有冠的盆地溢出的水比盆地溢出的水要大。另一個鍋還有更多。這說明王冠的體積比同重量的純金還要大,因此證明王冠中混有其他金屬。
這個實驗的意義遠遠大于發(fā)現(xiàn)金匠欺騙了國王。阿基米德發(fā)現(xiàn)了浮力定律:物體在液體中的浮力等于他排開液體的重量。直到現(xiàn)代,人們?nèi)栽诶眠@一原理來計算物體的比重,確定船舶的載重能力。
“如果給我一個支點,我就能撬動地球。”
阿基米德不僅是一位理論家,也是一位實踐家,他一生將科學(xué)發(fā)現(xiàn)應(yīng)用于實踐,將兩者結(jié)合起來。在公元前1500年左右的埃及,人們就使用杠桿來舉起重物,但人們并不知道其中的原因。阿基米德認真研究了這一現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)了杠桿原理。阿基米德曾說過:“如果給我一個支點,我就能撬動地球”。
當(dāng)時,赫農(nóng)國王為埃及國王建造了一艘船。它又大又重。由于無法移動,它在海岸擱淺了多日。阿基米德設(shè)計了一套復(fù)雜的杠桿和滑輪系統(tǒng),安裝在船上并將繩索的一端交給赫農(nóng)國王。赫農(nóng)國王輕輕一拉繩子,奇跡發(fā)生了。船緩緩移動,最終沉入海中。國王很驚訝,也很佩服阿基米德,派人貼出告示:“從現(xiàn)在起,無論阿基米德說什么,你都必須相信他。”
牛頓
年輕時,他曾牽牛上山讀書。當(dāng)他回到家時,他發(fā)現(xiàn)自己手里只有一根繩子。他一邊讀書,一邊定期煮雞蛋,把手表和雞蛋一起放在鍋里煮。有一次,他邀請朋友到他家吃飯。但他在實驗室廢寢忘食地工作,在再三催促下仍無法出來。當(dāng)他的朋友吃完一只雞,盤子里留下了一堆骨頭時,牛頓想起了這件事貝語網(wǎng)校,但他看到了盤子里的雞肉。骨頭吃完后,他恍然大悟,說道:“我以為我沒吃,原來我已經(jīng)吃了。”
牛頓不僅在力學(xué)上而且在其他方??面都做出了巨大的貢獻。在數(shù)學(xué)方面,他發(fā)現(xiàn)了二項式定理并創(chuàng)立了微積分;在光學(xué)方面,他對太陽光的色散進行了實驗物理學(xué)家的故事,證明白光是由單色光組成的。他研究了色彩理論并發(fā)明了反射望遠鏡。
愛因斯坦
愛因斯坦小時候,老師讓同學(xué)們制作工藝品。每個人都做得很好,但愛因斯坦想出了一張丑陋的小板凳。
老師和同學(xué)們都嘲笑他說,世界上還有比這更丑的板凳嗎?愛因斯坦說是的,他實際上想出了兩個更丑的。他說,第一張板凳雖然丑,但比后兩張好很多。
除了愛因斯坦在光電效應(yīng)和相對論方面舉世聞名的杰出貢獻外,他對布朗運動的研究成果,由于掌握了大量無序因素的規(guī)律性,成為當(dāng)今最流行的金融數(shù)學(xué)的基礎(chǔ);他所提出的激光受激輻射的概念在幾十年后的今天已經(jīng)被廣泛應(yīng)用;他與玻爾爭論中提出的EPR悖論至今仍是理論物理學(xué)界和科學(xué)哲學(xué)界不斷討論的話題。 ……
愛因斯坦小時候:
愛因斯坦小時候非常貪玩。母親多次警告他:“不能再這樣下去了。”愛因斯坦總是不以為然地回答:“看看我的朋友們,他們不都和我一樣嗎?”
有一天,父親給愛因斯坦講了一個有趣的故事。
爸爸說:“昨天,我和鄰居杰克叔叔去南方工廠清理一個大煙囪,煙囪必須踩鋼梯才能爬上去。你,杰克叔叔在前面,而我在后面,扶著扶手,終于一步一步爬了上去。
我們下來的時候,你的杰克叔叔還走在前面,我跟在后面。當(dāng)我從煙囪里出來時,我看到了你杰克叔叔的樣子,心想我一定和他一樣,臉臟得像小丑一樣,于是我就去附近的河邊洗了一遍又一遍。
至于你杰克叔叔,他看到我從煙囪里出來的時候很干凈,所以他認為他和我一樣干凈,所以他就匆匆洗了手,就大搖大擺地出去了。結(jié)果,街上的人笑得很厲害,以為你杰克叔叔是個瘋子。 ”
父親鄭重地對愛因斯坦說:“其實,沒有人能成為你的鏡子,只有你自己才是你自己的鏡子。如果你以別人為鏡子,白癡可能會把自己看成天才。”
愛因斯坦聽后頓時感到羞愧,離開了這群調(diào)皮的孩子。他總是以自己為鏡子來審視、反思自己,最終折射出自己人生的輝煌……
麥克斯韋
麥克斯韋從小就有強烈的求知欲和想象力,喜歡思考和提問。據(jù)說,在他兩歲多的時候,父親有一次帶他到街上,看到路邊停著一輛馬車。他問道:“爸爸,馬車怎么還不走?”父親說:“它在休息。麥克斯韋又問:“它為什么要休息?”父親漫不經(jīng)心地說:“也許它累了?”“不,”麥克斯韋認真地說,“它肚子疼!”一籃子蘋果,他不停地問:“這些蘋果為什么是紅的?”姨媽不知道怎么回答,就讓他玩吹肥皂泡。
沒想到,當(dāng)他吹肥皂泡時,他看到了肥皂泡上五顏六色的顏色,并提出了更多的問題。
上中學(xué)時,他還問過諸如“死甲蟲為什么不導(dǎo)電?”之類的問題。以及“活貓和活狗摩擦?xí)l(fā)電嗎?”
麥克斯韋的父親在他很小的時候就教他幾何和代數(shù)。進入中學(xué)后,麥克斯韋幾乎掌握了課本上所有的數(shù)學(xué)知識,因此父親經(jīng)常給他布置“小任務(wù)”,要求他帶一些難題到學(xué)校去解決。
每當(dāng)同學(xué)們玩得開心的時候,麥克斯韋就進入了數(shù)學(xué)的天堂。他常常獨自躲在教室的角落里,或者獨自坐在樹蔭下,著迷于思考和解決數(shù)學(xué)問題。
麥克斯韋主要從事電磁理論、分子物理、統(tǒng)計物理、光學(xué)、力學(xué)、彈性理論等方面的研究。特別是他的電磁場理論建立了電、磁、光的統(tǒng)一。這是19世紀物理學(xué)發(fā)展最輝煌的成就,也是科學(xué)史上最偉大的綜合成果之一。
焦耳
英國著名科學(xué)家焦耳自幼熱愛物理學(xué)。他經(jīng)常自己做一些關(guān)于電和熱的實驗。
有一年假期,焦耳和弟弟一起去鄉(xiāng)下旅行。聰明好學(xué)的焦耳即使在玩耍的時候也不忘記做物理實驗。
他找到一匹跛馬,被他的兄弟牽著,悄悄地躲在它后面。他用沃達電池給馬傳遞電流,希望測試動物受到電流刺激后的反應(yīng)。結(jié)果,他想看到的反應(yīng)出現(xiàn)了。馬受到電擊后,瘋狂跳躍,差點踢到弟弟。
雖然危險出現(xiàn)了,但這絲毫沒有影響肖焦?fàn)枱釔蹖嶒灥男那椤K椭炖驄I劃著船來到了一個四面環(huán)山的湖邊,焦耳想測試一下回聲有多大。他們給步槍裝滿火藥并扣動扳機。不料,“砰”的一聲,槍口噴出長長的火焰,燒焦了焦耳的眉毛,差點把他的兄弟嚇得掉進湖里。
此時,天空烏云密布,電閃雷鳴。焦耳正準(zhǔn)備上岸避雨,卻發(fā)現(xiàn)閃電過后過了好久,才聽到隆隆的雷聲。發(fā)生了什么事?
焦耳顧不得躲雨,拉著弟弟上了山,用懷表仔細記錄著每一次閃電和雷聲之間的時間。
開學(xué)后,焦耳迫不及待地把自己所做的所有實驗都告訴了老師,并征求老師的意見。
老師看著好學(xué)好問的焦耳,微笑著,耐心地給他解釋:“光和聲的傳播速度是不同的,光速快,聲速慢物理學(xué)家的故事,所以人們總是想看到閃電。”然后聽到雷聲,但事實上閃電和雷聲是同時發(fā)生的。”
焦耳突然明白了。從此,他更加癡迷于學(xué)習(xí)科學(xué)知識。通過不斷學(xué)習(xí)和仔細觀察計算,他終于發(fā)現(xiàn)了熱功當(dāng)量和能量守恒定律,成為一名杰出的科學(xué)家。
焦耳一生從事實驗研究,在電磁學(xué)、熱科學(xué)、氣體分子動力學(xué)理論等方面做出了杰出貢獻。他成為一名自學(xué)成才的物理學(xué)家。